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Elektrische Heizung
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Die Irfindung betrifft eine elektrische Heizung von irn wesentlichen
zylindrischer Form für elektrische Haushaltsgeräte, insbesondere Haartrockner, mit
einem aus hitzebeständigem Kunststoff, Keramik oder Micanid bestehenden Hohlzylinder
und an dessen äußeren Mantel sternförmig angeordneten Isolierstoffplatten und einem
über deren Längskanten gewickelten Heizleiterdraht und mit Halterungen für die Heizleiterdrahtenden
und mit Kontaktierungen ftir den Thermostatten und andere stromführende Bauteile
und mit den Spannungsabgriffsteilen.
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Elektrische Heizung Derartige Heizungen sind bekannt und auf dem Markt
erhältlich.
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I)ie Fl(rstellllng dieser Heizungen wirft jedoch bislang crheblicht
fertigngsechnische Probleme auf. Insbesondere war eine rentable, vollautomatische
Fertigung nicht oder nur mit großem Aufwand möglich.
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Hin Problem lag darin, eine taugliche und stabile Verbindung zwischen
dem Hohlzylinder und den Isolierstoffplatten zu schaffen.
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Bei bekannten Ausführungsformen sind die Isolierstoffplatten in auf
(in) dem Zylinder angeordneten geradlinigen, in ihren dimensionen festgelegten Nuten
angebracht.
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is ist bekannt, daß die Bestückung des Wickelkörpers mit dem Heizleiterdraht
vorteilhaft und rentabel nur in der Weise ausführbar ist, daß sich der Wickelkörper
in möglichst beträchtlicher Geschwindigkeit um seine Längsachse dreht, wobei gleichzeitig
der Heizdraht eine Steigung bildend auf den Wickelkörper gedreht wird.
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rsolierstoffplatten, z.B. aus Micanid, die immer handelsübliche Toleranzen
in ihrer Wandstärke aufweisen, sind in der Fertigung entweder überhaupt nicht in
die geradlinige, in ihren Dimenionen festgelegte Nut einpaßbar, falls sie zu dick
sind oder sie fallen, falls zu dünn, bei der Drehbewegung des Wickelkörpers um seine
Längsachse aus der Nut oder verschieben sich.
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Deshalb ist ein automatisches Aufwickeln des Heizleiterdrahtes auf
den Wickelkörper mit den darauf angeordneten Isolierstoffen bislang höchst problematisch,
wenn nicht gar unmöglich.
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Elektrische Heizung Es war allenfalls daran zu denken, die Isolierstoffplatten
mit irgendwelchen mechanischen Hilfsmitteln (z.B. Gummibändern), die später als
überflüssig wieder entfernt werden mußten, während des Wickelvorgangs auf dem Rohrköper
zu halten.
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Um eine vollautomatische Fertigung der elektrischen Heizung zu ermöglichen,
stellt sich die vorliegende Erfindung daher einmal die Aufgabe, einen tauglichen
und stabilen Paßsitz zwischen der Isolierstoffplatte und dem Hohlzylinder zu schaffen,
damit bei der Bestückung des um seine Längsachse rotierenden Wickelkörpers die Isolierstoffplatten
stabil in der Nut befestigt sind.
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Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß sie die verschiedene
Flexibilität von Isolierstoffplatte (dünnwandig und/oder elastisch) und Hohlzylinder
(dickwandig und/oder starr) ausnutzt.
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Anstelle der bekannten geradlinig ausgebildeten Nut wird diese erfindungsgemäß
schlangenförmig mit einer Biegung, vorzugsweise in ihrer Mitte, oder mehreren Biegungen
ausgestaltet, wobei sich die Nut selbst nicht verengt. Dabei ist die Nut von Haus
aus so breit dimensioniert, daß sie selbst Isolicrstoffplatten mit größten (handelsüblichen)
Wandstärken aufnehmen kann. Die elastischen Isolierstoffplatten passen sich der
Biegung der Nut an und werden durch ihre Spannung fixiert.
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Diese Fixierung ist ohne weiteres durch Einführen der Isolierstoffplatte
in achsialer Richtung in die auf dem (im) Ilohlzylinder achsial verlaufende Nut
möglich.
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Elektrische Heizung Ein weiterer gravierender Nachteil bekannter Heizungen
der eingangs beschriebenen Art liegt darin, daß der Wiekeldraht beim Wiekelvorgang
an sei.nem Anfang und Ende rnit einem Metallteil der Heizung entweder verlötet,
vernietet oder verschweißt oder mit dem Hohlzylinder bzw. dem Isolierstoffstreifen
vernietet und verlötet wird.
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feste Verankerung des Heizdrahtes ist aus Gründen der Zugentlastung
erforderlich.
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Die Erfindung macht sich deshalb weiterhin zur Aufgabe, Anfangs- und
Endfixierungsstellen des Wickeldrahtes einheitlich so zu gestalten, daß erfindungsgemäß
weder genietet, gelötet (der geschweißt werden muß, was im automatischen Verfahren
l)ekarlntlich nur mit einem erheblichen Aufwand durchführbar ist.
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Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß in dem auf dem vorzugsweise
aus Kunststoff-Material bestehenden Hohlzylinder in achsialer Richtung und mit dem
Hohlzylinder vorteilhaft gleichzeitig mitgespritzt, Paßnuten angeordnet sind. In
die Paßnuten sind eine oder mehrere Metallschienen so eingeführt, daß sie einen
festen Paßsitz am äußeren Hohlzylinder aufweisen.
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Um dicsen Paßsitz zu erreichen, macht sich die Erfindung die verschiedenen
Härtegrade von Metall und dem vorzugsweise aus Kunststoff bestehenden Hohlzylinder
zunutze.
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Di Metallschiene ist erfindungsgemäß an ihrer Längsseite, vorzugsweise
beiden Längsseiten, durchgehend oder partiell mit Zähnen versehen.
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Elektrische Heizung Beim Einschieben der härteren Schiene in die weichere,
vorzugsweise in etwa u-förmig ausgebildete Paßnut, graben sich die Zähne in achsialer
Schieberichtung in die Seitenwände der Paßnut ein. Dabei sind die Zähne so angeordnet,
daß ein Rückwärtsziehen der Schiene in achsialer Richtung wie auch ihr Herausfallen
nicht möglich ist.
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Das eine Ende der Schiene ist nahezu senkrecht zum Hohlzylinder angeordnet
und weiterhin zu gegeneinander versetzten Zinken verformt.
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In den so zwischen den
freien Raum ist der Drahtarlfang bzw. das Drahtende beim automatischen Wickelvorgang
schlangenförmig eingeführt. Die Stege werden autornatisch verquetscht, sodaß durch
die Verquetschung die Zugentlastung r,e geben ist.
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Die Erfindung gewährleistet durch dieses Verfahren eine sich(rf niet-,
löt- und schweißfreie Fixierung des Wickeldrahtes in einem vollautomatischen Arbeitsvorgang.
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Ein weiterer erheblicher Nachteil bekannter Heizungen der eingangs
beschriebenen Art liegt darin, daß ihre stromführenden Tcile hauptsächlich aus kunststoffbeschichteten
Litzen oder Draht bestehen, die ihrerseits mit den erforderlichen Spannungsabgriffen
verbunden sind. Diese Art der Bestückung, insbesonjorc mit Litzen, ist indessen
sehr unvorteilhaft.
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Es liegt auf der Hand, daß die Litzen nicht im Bereich dc Heizdrahtes
geführt werden dürfen, da der Kunststoff durch die Hitze zerstört würde.
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Elektrische Heizung Au diesem Grunde und auch um vorgeschriebe Sicherheitsab-Lände
von stromführenden zu nicht stromführenden Teilen einzuhalten, werden bei den bekannten
Ausführungsformen die litzen i.m Innern des Hohlzylinders angeordnet.
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Durch diese Anordnung wird wertvoller@@um geopfert, da sich das Innere
des Hohlzylinders zur Aufnahme des Elektromotors und/oder elektronischer Bausteine
eignet.
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Bei den bekannten Ausführungsformen sind der Motor und/oder elektronische
Bausteine daher gar nicht im Hohlzylinder unterzubringen oder der Durchmesser des
Hohlzylinders und damit der Durchmesser des gesamten Elektrogerätes (z.B. eines
Haartrockners) wird bei dieser Anordnung der stromführenden Teile höchst unvorteilhfaft
vergrößert.
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Außerdem erfordert diese Bauweise Durchbrüche im Hohlzylinder, was
die Fertigung vorteuert und umständlich macht.
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Zusätzlich ist nachteilig, daß die Litzen und/oder stromführende Drähte
mit denen am Heizdraht angeordneten Spannungsabgriffen verlötet oder verschweißt
werden müssen oder Abgriffe an metallischen Brücken oder Stegen anzuordnen sind,
die mit dem Hohlzylinder verbunden sind. Bei letzteren verläuft bekenntlich der
Heizdraht durch u-förmig gestaltete Laschen, die zusammengepreßt die Kontaktierung
mit dem Heizdraht herstellen, wobei auch hier die Stromführung nachteilig durch
das Innere des Hohlzylinders erfolgt.
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Elektrische Heizung Neben den bereits erwähnten fertigungstechnischen
Nachteilen bei denen überflüssige Aufbauten und Durchbrüche des Hohlzylinders erfolgen,
liegt bei dieser Ausführungsform der weitere Nachteil darin, daß eine u-förmige
Lasche zwar zur Kontaktierung mit dem Heizdraht, nicht aber als Fixierung des Heizdrahtes
an seinen Anfangs- und Endpunkten dienen kann, da ein u-förmig verquetschtes, laschenartiges
Metall teil als Zugentlastung nicht geeignet ist.
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Ferner sind bei herkömmlichen Heizungen die Abgriffe und Steckeranschlüsse
unvorteilhaft über den gesamten Heizkörper verteilt.
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Die Erfindung macht es sich daher weiterhin zur Aufgabe, o.l.
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Nachteile zu vermeiden.
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Die Erfindung löst diese Aufgabe auf dem Weg zu einer vollautomatischen
Heizung dadurch, daß in eine oder mehrere auü dem vorzugsweise aus Kunststoffmaterial
bestehenden Hohlzylinder in achsialer Richtung und mit dem Hohlzylinder vorteilhaft
gleichzeitg mitgespritzt, Paßnuten angeordnet sind in die die vorbeschriebenen gezahnten
Metallschienen (Slromschienen) für einen exakten Paßsitz eingeführt sind und die
die oben vorbeschriebenen,wenigsten an einem Ende nach oben gebogenen, gezinkten
Enden aufweisen, durch die beim Wickelvorgang der Draht geführt ist und verquetscht
wird.
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Diese Enden der Stromschiene dienen auch als Spannungsabgriffe etc.
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Elektrische Heizung Die erfi ndungsgemäß stromleilenden Schienen sind
so angeordnet, daß sie vorteilhaft mit einem Ende an der äußeren Begrenzung des
Hohlzylinders abschließen.
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Die Schienenenden sind dabei so ausgebildet, daß sie vorzugsweise
mit einem Flachstecker kontaktierbar sind.
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Bei z.B. einem Haartrockner sind daher die Kontakte vorteilhaft griffseitig
am Hohlzylinder angeordnet.
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Dadurch ergeben sich erfindungsgemäß nachstehende Vorteile.
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Dic wie beschrieben im automatischen Verfahren einpaßbaren Schienen
ersetzen die bekannten, unvorteilhaften Stromleitungen (Litzen und Drähte) am, und
vor allem im Inneren des Heizkörpers.
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Desgleichen entfallen die mit der Litzenführung im Innenraum des Hohlzylinders
verbundenen fertigungstechnisch
schwierigen Arbeiten, die zudem@gar nicht oder nur unter erheblichem Aufwand durchführbar
sind.
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Die hitzeunempfindlichen Schienen der vorgenannten Art können sämtlich
auf dem Hohlzylinder geführt und vollautodna tisch montiert werden.
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Die Seitenwände der vorteilhaft mit dem Hohlzylinder mitgespritzen
Paßnuten dienen zur Isolierung der stromführenden Schienen gegenüber anderen Bauteilen.
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Durch diese Isolierung ist der Sicherheitsabstand zwischen Tcilen
mit unterschiedlichem Spannungspotential erheblich verkleinert.
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Elektrische Heizung Die vorbeschriebenen Schienen sind als Kontaktschienelz,
z.f3. für Thermostate ausgebildet.
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Die vorstehende Erfindung beseitigt somit die bislang erheblichen
fertigungstechnischen Probleme. Insbesondere ist durch diese neue Fertigungstechnik
eine rentable urici vollautomatische Herstellung einer elektrischen ijei zung möglich.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand von in den /eichnungen dargestellten
Ausführungsbeispielen näher erläutert.
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In den Zeichnungen zeigen: Fig. 1: Die Draufsicht auf eine elektrisch
leitende, in der Abwicklung gezeichneten Schiene Fig. 2: Eine perspektivische Ansicht
von Hohlzylinder, Paßnut und in Pfeilrichtung aufschiebbarer Schiene Fig. 3: Eine
vergrößerte Ansicht eines Spannungsabgriffs teils bzw. die Halterung für das Ende
des Heizleiterdrahtes mit eingelegtem Draht Fig. 4: Draht, Spannungsabgriffsteil
bzw. Halterung für das Drahtende miteinander verquetscht Fig. 5: Einen Schnitt durch
lig. 4 oberhalb des eingelegten, verquetschten Drahtes
Elektrische
Heizung Fig. 6: Einen Aufriß des Hohlzylinders mit eingeführter, elektrisch leitender
Schiene, Flachsteckeranschluß, Flachstecker in Pfeilrichtung und Paßnut für Isolierstoffkörper
Fig. 7: Den aufgeschnittenen Hohlzylinder mit vergrößerter Darstellung der vorzugsweise
in ihrer Mitte gewundenen Paßnut sowie der in Fallrichtung aufschiebbaren Isolierstoffplatte
Fig. 8: Den gesamten Heizkörper in stirnseitiger Ansicht Die in Fig. 1 dargestellte,
elektrisch leitende Schiene (1) weist an ihren Längsseiten (2) mehrere Zähne (3)
auf.
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Ihr eines Endstück (4) ist durch die Zinken (5) verformt.
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Fig. 2 zeigt den Hohlzylinder (6) mit der Paßnut (7), den Seitenwänden
(8) und der in Pfeilrichtung einschiebbaren elektrisch leitenden Schiene (1), deren
gezahnte Seiten (3) sic in die Seitenwände (8) beim vorzugsweise automatischen Einführen
in Pfeilrichtung eingraben. Dabei ist ein Ende (4) der Schiene (1) in etwa senkrecht
zum Hohlzylinder (6) verformt und weiterhin so ausgebildet, daß durch die Zinken
(5) eine Schleife des Heizletterdrahtes (9) einlegbar ist. Die Bezugsziffer (10)
bezeichnet ein Anschlußstück zur Anbringung eines Flachsteckcrs (11).
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Fig. 3 zeigt das verformte Endstück (4) der Schiene (1) in vergrößerter
Ansicht. Dabei bezeichnet die Bezugsziffer 9 den eingelegten Heizdraht, der in Fig.
4 zwischen den Zinken (5) verquetscht dargestellt ist. Die Verquetschung und
Elektrische
Heizung die damit erreichte Zugentlastung wird durch den in Fig. 5 dargestellten
Schnitt durch die Anordnung nach Fig. 4 gezeigt.
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Fig. 6 zeigt in einer Skizze den Hohlzylinder (6) mit eingeschobener
elektrisch leitender Schiene (1) und deren Flachsteckeranschlußstück (10) und den
Flachstecker (11), der in Pfeilrichtung am Anschlußstück (io) anschließbar ist.
Die Bezugsziffer 12 zeigt die Paßnut für den Isolierstoffstreifen (13), der durch
die Krümmung (14) der Paßnut (12) am Hohlzylinder (6) verspannt und gehalteii wird.
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Fig. 7 zeigt eine Darstellung des Hohlzylinders (6) mit der Paßnut
(12), die vorzugsweise in ihrer Mitte di Krümmung (14) aufweist und den in Pfeilrichtung
einschiobbaren Isolierstoffstreifen (13) mit seinen, der Aufnahme des Heizdrahtes
dienenden Einkerbungen (15).
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Fig. 8 zeigt den gesamten Heizkörper von zylindrischer Form in Stirnansicht,
mit dem Heizdraht (9), der über die Einkerbungen (15) der Längskanten der am äußeren
Mantel des Hohlzylinders (6) sternfömig in den Paßnuten (12) angeordneten Isolierstoffstreifen
(13) gewickelt ist, den Abgriffen bzw. Endhalterungen (bestehend aus dem Endstück
(4) und den Zinken (5) der Schiene (1)) des Heizleiterdrahtes (9), einem Flachsteckeranschlußstück
(10) für einen Flachstecker ( un den Hohlraum (16) zur Aui'nahme des Motors und
elektrischer 13.sut,eile. Die Bezugsziffer (17) zeigt den an einer elektrisch lei
enden Schiene (1) kontaktierten Themostaten.
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L e e r s e i t e